大气污染课后习题解答.doc

作业习题解答
第二章 燃烧与大气污染

2.1 解：
1kg燃油含：
重量（g） 摩尔数（g） 需氧数（g）
C 855 71.25 71.25
H 113－2.5 55.25 27.625
S 10 0.3125 0.3125
H2O 22.5 1.25 0
N元素忽略。

1）理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg
设干空气O2：N2体积比为1：3.78，则理论空气量99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。
即474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。
烟气组成为CO271.25mol，H2O 55.25+1.25=56.50mol，SO20.1325mol，N23.78×99.1875=374.93mol。
理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。

2）干烟气量为502.99－56.50=446.49mol/kg重油。
SO2百分比浓度为，
空气燃烧时CO2存在最大浓度。
3）过剩空气为10%时，所需空气量为1.1×10.62=11.68m3N/kg重油，
产生烟气量为11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。

2.2 解：
相对于碳元素作如下计算：
%（质量） mol/100g煤 mol/mol碳
C 65.7 5.475 1
H 3.2 3.2 0.584
S 1.7 0.053 0.010
O 2.3 0.072 0.013
灰分 18.1 3.306g/mol碳
水分 9.0 1.644g/mol碳
故煤的组成为CH0.584S0.010O0.013，
燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为。燃烧方程式为

n=1+0.584/4+0.010－0.013/2=1.1495
1）理论空气量；
SO2在湿烟气中的浓度为
2）产生灰分的量为
烟气量（1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18）×1000/18.26×22.4×10－3=6.826m3/kg
灰分浓度为mg/m3=2.12×104mg/m3
3）需石灰石/t煤

2.3解：
按燃烧1kg煤计算
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol）
C 795 66.25 66.25
H 31.125 15.5625 7.78
S 6 0.1875 0.1875
H2O 52.875 2.94 0
设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，
所需理论空气量为4.78×（66.25+7.78+0.1875）=354.76mol/kg煤。
理论烟气量CO2 66.25mol，SO2 0.1875mol，H2O 15.5625+2.94=18.50mol
N2
总计66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤
实际烟气量365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤，SO2浓度为。

2.4解：
取1mol煤气计算
H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol
CO2 0.05mol 0
CO 0.285mol 0.143mol
H2 （0.13-0.004）mol 0.063mol
CH4 0.007mol 0.014mol
共需O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，则理论干空气量为0.223×（3.78+1）=1.066mol。取，则实际干空气 1.2×1.066mol=1.279mol。
空气含湿量为12g/m3N，即含H2O0.67mol/ m3N，14.94L/ m3N。故H2O体积分数为1.493%。故实际空气量为。
烟气量SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.223×3.78+0.524=1.367mol，H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol
故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol

2.5 解：
1）N2%=1－11%－8%－2%－0.012%=78.99%
由《大气污染控制工程》P46 （2－11）
空气过剩
2）在测定状态下，气体的摩尔体积为
；
取1m3烟气进行计算，则SO2120×10－6m3，排放浓度为
。
3）。
4）。

2.6解：
按1kg煤进行计算
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧数（mol）
C 758 63.17 63.17
H 40.75 20.375 10.19
S 16 0.5 0.5
H2O 83.25 4.625 0
需氧63.17+10.19+0.5=73.86mol
设干空气中N2：O2体积比为3.78：1，则干空气量为73.86×4.78×1.2=423.66mol，
含水423.66×0.0116=4.91mol。
烟气中：CO2 63.17mol；SO2 0.5mol；H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol；
N2：73.86×3.78=279.19mol；过剩干空气0.2×73.86×4.78=70.61mol。
实际烟气量为63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol
其中CO2 ；SO2 ；
H2O ； N2 。
O2 。

2.7解：
SO2含量为0.11%，估计约1/60的SO2转化为SO3，则SO3含量
，即PH2SO4=1.83×10－5，lg PH2SO4=-4.737。
查图2－7得煤烟气酸露点约为134摄氏度。

2.8解：
以1kg油燃烧计算，
C 860g 71.67mol；
H 140g 70mol，耗氧35mol。

设生成CO x mol，耗氧0.5x mol，则生成CO2 （71.67－x）mol，耗氧（71.67－x）mol。
烟气中O2量。
总氧量 ，干空气中N2：O2体积比为3.78：1，则含N2 3.78×（106.67+24.5x）。根据干烟气量可列出如下方程：
，解得x=0.306

故CO2%：；
N2%：
由《大气污染控制工程》P46 （2－11）
空气过剩系数

4

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